車輛是城市軌道交通系統(tǒng)中直接與乘客相關的運載裝備,其安全性有著嚴格要求,現(xiàn)有模式下,運營商不得不建立龐大的維保隊伍來使得車輛時刻保持良好狀態(tài),從而保障運行安全,由此造成了車輛全壽命周期的維保成本在整個軌道交通系統(tǒng)的維保成本中占了較大比重。
然而,隨著技術發(fā)展和人們認識的提高,運載裝備的設計、制造、工藝水平等都有了長足進步,使得裝備的靠性大大提升,這使得智能運維系統(tǒng)的誕生和推廣應用有了較好的基礎條件,安全事故的風險做到能夠可控。
上海地鐵運營規(guī)模世界第一,有責任也有義務為行業(yè)樹立標桿。由上海地鐵承擔車輛智能運維系統(tǒng)國家示范工程項目,我認為是順理成章的事,從目前的基礎來看,上海地鐵選擇了先進的大數(shù)據(jù)平臺技術,建立了開放合作的運維系統(tǒng)開發(fā)和應用生態(tài)圈,有良好的擴展性和自我生長能力,相信會為解決目前檢修效率低、運維成本高、維修強度大等問題探索出創(chuàng)新模式。
大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能,PHM等技術是通用技術,近些年發(fā)展迅速,成果豐富,應用范圍也比較廣,對于應用需求者來說是良好的機遇,但要結合具體應用場景做深度開發(fā),拓展這些技術的應用價值。
比如,對車輛運行安全至關重要的走行部、受電弓、車門等部件的檢查,過去只能依靠人工耳聽目視,現(xiàn)在則通過技術手段讓設備做更多的人工所不能勝任的工作,基于人工智能技術的振動沖擊檢測、分析和故障預測技術能夠更早更精準地發(fā)現(xiàn)問題隱患,有助于預知性維修決策的給出和執(zhí)行。基于機器視覺和人工智能圖像分析技術能有效防止人工檢查由于經(jīng)驗不足、情緒不穩(wěn)定、責任心不強等方面的不確定因素而帶來的疏漏。但這些都需要足夠成熟的數(shù)據(jù)處理方法和長期迭代演進優(yōu)化的算法的支撐,對于系統(tǒng)開發(fā)者來說也是巨大的挑戰(zhàn)。
我希望在用戶需求的牽引下,在國家示范工程項目中能夠涌現(xiàn)更多的專業(yè)子系統(tǒng),深入研究故障機理,促成裝備可靠性的革命性進化,解決各專業(yè)子系統(tǒng)范圍內的問題,主機廠和運營商可以站在更高的角度發(fā)揮作用,充分了解國內外新技術的發(fā)展和實踐,系統(tǒng)性地構建能夠支撐城軌車輛智能運維的涵蓋技術、管理和標準的體系,實現(xiàn)從頂層設計角度出發(fā)的動態(tài)可靠性控制,最終達到安全、效率、成本有機統(tǒng)一和平衡。
提升檢修效率,降低運維成本,已經(jīng)是交通運輸業(yè)、交通運載裝備研發(fā)制造業(yè)的共識,采用何種技術手段來提升檢修效率和降低運維成本,一直是研究的熱點。建立基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、故障預測和維修決策技術的健康管理系統(tǒng),以支撐運載裝備的維修保養(yǎng),是航空領域最先提出并發(fā)展應用的,軌道交通領域朝著這個方向發(fā)展有著很好的基礎,應用前景廣闊。唐智科技就是源自于航空領域,服務于軌道交通。據(jù)悉他們正在與北京航空航天大學合作開展車輛走行部壽命預測與維修決策技術研究工作。該項目采用產(chǎn)學研用模式,融入航空航天領域的可靠性、結構完整性和系統(tǒng)工程等理念,以可靠性為中心,在保證運行安全的前提下,通過檢修智能化達到提升效率和降低成本的目的。
此外,作為國家示范工程參與者,應該有責任擔當,應引領這類裝備的研發(fā)、制造以及產(chǎn)業(yè)鏈上相關企業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展,應該針對產(chǎn)品的全壽命周期,研究分析故障機理,提出改進設計和維修的措施,實現(xiàn)“免疫維修和免疫設計”,提升我國軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)整體水平,為我國產(chǎn)業(yè)轉型升級做出貢獻。
大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能等技術在很多行業(yè)都有應用,在軌道交通行業(yè)也不應當例外。
傳統(tǒng)的車輛檢修行業(yè)是典型的勞動密集型行業(yè)。因為車輛是運送乘客的載體,安全要求極高,技術手段的缺乏只能依靠大量人工重復性檢查工作來彌補,耗費大量資源。盡管如此,還是會存在由于漏檢和漏修導致發(fā)生事故隱患。
大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術的長足發(fā)展,為提高檢修技術水平、減少人為因素影響、提升檢修效率奠定了良好的基礎。同時,上海的超大規(guī)模地鐵網(wǎng)絡和多年的運營經(jīng)驗為促進這些技術的應用提供了不可多得的條件。但是,大家需要在實施過程中不斷探索創(chuàng)新,相應的管理制度創(chuàng)新也需要同步考慮,可以說是機遇和挑戰(zhàn)并存。
智能運維,從本質上來講,是從信號感知、數(shù)據(jù)收集和處理、到診斷和維修決策的全過程。采用智能化和自動化的技術手段來代替或減少人的工作,這個方向正確,理念先進。上海地鐵有很好的條件做這項工作,從項目規(guī)劃和目前進展來看,已經(jīng)取得了階段性成果。相信經(jīng)過持續(xù)努力,我們將會看到更多的成果轉化為生產(chǎn)力,形成示范效應,整體增強我國城市軌道交通行業(yè)在國際上的競爭力。
信息化、智能化是當今技術發(fā)展的主要潮流和方向;車輛智能運維是當今軌道交通行業(yè)提升運維效率、確保質量安全的必由之路。面對上海地鐵超大規(guī)模網(wǎng)絡,傳統(tǒng)運維模式存在成本高、效率低、可靠度弱等短板,依靠傳統(tǒng)技術、人工操作已經(jīng)無法適應地鐵網(wǎng)絡可持續(xù)化發(fā)展的需求。為此,我們攜手中車長春軌道客車股份有限公司、中車青島四方車輛研究所、清華大學軟件學院等單位,打破傳統(tǒng)思維邏輯,調整固有運維框架,積極探索車輛智能運維新系統(tǒng),研究落實如何實現(xiàn)軌道交通快速、健康、優(yōu)質發(fā)展的目標。
下一步,我們將有序推進車輛智能運維系統(tǒng)的相關工作,推動車輛維護模式由計劃修向狀態(tài)修躍升,實現(xiàn)高投運率、高可靠性的車輛維護模式;要以保證行車安全、提高運維效率為目標,以縮短檢修周期、降低全壽命使用維護成本為出發(fā)點,形成一套完整的產(chǎn)品技術標準體系和運營組織管理體系,打造可推廣、可復制的軌道交通車輛智能運維模式;要充分依托上海地鐵自身規(guī)模和運維綜合優(yōu)勢,不斷發(fā)揮行業(yè)引領作用,服務全國軌道交通行業(yè)。
我國城市軌道交通經(jīng)歷了起步探索、交通疏解、規(guī)劃引導幾個階段,從20世紀90年代后期開始,尤其是近10年,進入了一個前所未有的快速和全面發(fā)展的新階段。上海軌道交通經(jīng)歷奧運、世博兩個超常規(guī)發(fā)展的階段后,目前總里程已達到705公里,暫列世界第一,并且在未來依然處于高速發(fā)展的階段,上海地鐵顯然已經(jīng)深刻體會到了超大規(guī)模網(wǎng)絡帶來的機遇和挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的城市軌道交通運維模式已經(jīng)難以適應超規(guī)模、超體量的發(fā)展趨勢。特別是車輛領域,隨著運營車輛的服役時間增加,車輛設備的老化愈加嚴重,設備維護的頻次和要求日益上升,傳統(tǒng)的計劃修檢修模式,純人工維護保養(yǎng)的作業(yè)方式,已經(jīng)無法保證列車高投運率、高可靠性的運營要求。
上海申通地鐵也一直在積極探索車輛運維的新模式。地鐵車輛專業(yè)從頂層規(guī)劃,形成了以車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(IOR)、軌旁車輛綜合檢測系統(tǒng)(SMIT)、維護管理系統(tǒng)為基礎的,以車輛維護專家系統(tǒng)為核心的智能運維系統(tǒng)(RISE),形成了一套具有自主知識產(chǎn)權的車輛智能運維新模式的規(guī)劃及軟硬件方案。同時,隨著項目的進一步實施,還要形成相應技術標準體系和運營組織管理體系,推動城市軌道交通車輛在裝備技術能級上實現(xiàn)重大轉型升級,提升國家重大核心裝備制造水平,最終提升行業(yè)運營水平。
上海申通地鐵在創(chuàng)新方面一直走在行業(yè)前列,此次牽頭推進車輛智能運維系統(tǒng)國家示范工程,代表著未來發(fā)展方向和趨勢,示范作用大、可操作性強,應積極貫徹執(zhí)行國家發(fā)展改革委的相關要求,按時按質推進項目完成。國家示范工程是一條“船”,能帶動相關企業(yè)發(fā)展,促進行業(yè)人才培養(yǎng)。希望上海申通地鐵持續(xù)做好相關工作,充分發(fā)揮示范工程效應和申通集團的行業(yè)龍頭作用。
在行業(yè)創(chuàng)新中,應堅持以乘客和運營需求為導向,以提升效率為目的,不為創(chuàng)新而創(chuàng)新。
大數(shù)據(jù)將成為未來軌道交通領域,特別是智能運維上的重要技術手段和方向。
國家層面也提出:推進智能化現(xiàn)代化。充分發(fā)揮信息技術基礎性、引領性作用,發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術,實施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略,加快推進新一代信息技術與軌道交通融合發(fā)展,大力促進數(shù)字化、信息化、智能化軌道交通建設。
利用大數(shù)據(jù)的技術能力,加大對軌道交通檢修運維的運用改善,物聯(lián)網(wǎng)技術、流式計算、大數(shù)據(jù)、知識圖譜等技術已經(jīng)能幫助傳統(tǒng)檢修,用人工智能的手段提升效率,提高大數(shù)據(jù)在軌道交通領域的深度應用。但在使用高科技技術的同時也需要結合業(yè)務、集合實際需求進行有針對性、按步驟的推進。不僅僅在檢修能力上,還要包括在組織管理上、員工思想上進行大數(shù)據(jù)能力的學習和提升,為全方位實現(xiàn)智能化、安全運行創(chuàng)造條件。
科技是發(fā)展的第一生產(chǎn)力,同樣也是未來軌道交通的運維的必然方向,以大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)+人工智能為代表的新興技術將朝著更加安全、高效和智能的方向發(fā)展,成為新一代軌道交通智能運維服務模式的主要途徑。